📲 Betriebssysteme

🎯 Hier erfährst du, was ein Betriebssystem ist, was es macht und was beim Computerstart passiert.

Jeder Computer / jedes Smartphone ist aus anderen Hardware-Komponenten zusammengesetzt. Jede Hardware-Komponente muss spezifisch programmiert werden. Ein Computerspieleproduzent müsste so für jede Hardware-Kombination eine eigene Spielversion programmieren - ein Unding!

Das Betriebssystem ist ein Computerprogramm, dass sich einerseits an die verschiedenen Hardwarekomponenten anpasst und andererseits eine einheitliche „Umgebung“ für andere Software-Anwendungen zur Verfügung stellt. Ein Computerspielproduzent muss so „nur“ für jedes Betriebssystem eine eigene Spielversion entwickeln und nicht für jede Hardwarekombination.

Bild-Quelle: Golftheman, wikimedia, CC BY-SA 3.0.

Neben dem Bereitstellen einer einheitlichen Umgebung für Software ist das Betriebssystem zuständig für folgende Aufgaben:

• Prozessverwaltung: Koordination und Kommunikation zwischen gleichzeitig ablaufenden Prozessen (Programmen), damit der Prozessor effizient ausgenutzt wird und sich verschiedene Prozesse nicht gegenseitig stören.
• Speicherverwaltung: Speicherbelegung und Speicherschutz, damit der Speicher effizent ausgenutzt wird und sich verschiedene Programme im Speicher nicht gegenseitig überschreiben.
• Ein/Ausgabe-System: Gerätezugriff, Schutzmechanismen, Fehlererkennung, damit interne und angeschlossene Geräte effizient angesteuert, aber nicht überlastet werden.

Deadlock

Das Bild mit den beiden Personen zeigt eine Deadlock-Situation. Wenn ein Prozess einen Zugriff auf eine Ressource braucht, die ein anderer Prozess bereits hat und umgekehrt, dann blockieren sich beide Prozesse. Das sind die Momente, in denen ein Programm oder der ganze Computer „einfriert“. Natürlich versucht das Betriebssystem solche Situationen zu erkennen, zu verhindern oder zumindest aufzulösen - was aber leider nicht immer gelingt.
(Bild-Quelle: Dima auf iwiki.de, CC BY-NC 2.5)

Gleichzeitigkeit

Ein einfacher Prozessor verarbeitet eine Anweisung nach der anderen (sequentiell). Trotzdem laufen auf dem Computer mehrere Programme scheinbar gleichzeitig ab (Multitasking). Der Trick besteht darin, dass der Prozessor schnell zwischen den Prozessen hin und her wechselt und jeweils nur einen kleinen Schritt berechnet.

Bei Prozessoren mit mehreren Kernen verteilt ein Kern die Aufgaben auf die einzelnen Kerne. Das Verteilen wie auch die Verarbeitung auf jedem einzelnen Kern läuft auch sequentiell ab.
(Bild-Quelle: Eigene Darstellung, CC0)

Android

Läuft auf: Smartphone, Tablet

Entwickler, Erscheinungsjahr: Open_Handset_Alliance, 2008

Fun Fact: Jede Android-Version beinhaltet ein Easter_Egg. Dieses lässt sich öffnen über: Einstellungen > Über das Telefon > dort mehrfach auf die Android-Versionsnummer tippen (auf die Zahl) .

Bild-Quelle: Google on android.com, CC BY 3.0.

iOS

Läuft auf: iPhone, iPad

Entwickler, Erscheinungsjahr: Apple, 2007

Fun Fact: Eine Jailbreak-Software entfernt die Nutzungsbeschränkungen eines Herstellers. Die verbreitetste Jailbreak-Software für iOS trägt den Namen Cydia - „cydia pomonella“ ist der lateinische Name für den Apfelwickler, einem weit verbreiteten Apfel-Schädling.

Bild-Quelle: Totie on wikimedia, Public Domain.

Linux

Läuft auf: PC, Laptop

Entwickler, Erscheinungsjahr: offenes Entwicklungsmodell, weltweite Gemeinschaft vieler Programmierer, 1991

Fun Fact: Linus Torvalds, der „Erfinder“ von Linux, hat diesen Pinguin als Logo für Linux ausgewählt. Gemäss Tux_(Maskottchen) begründet Torvalds in seiner Biografie „Just for fun“ die Wahl dieses Pinguins wie folgt: „Aber Linus wollte keinen x-beliebigen Pinguin. Sein Pinguin sollte glücklich aussehen, so als hätte er gerade eine Mass Bier genossen und den besten Sex seines Lebens gehabt. […] Er sollte unverwechselbar sein. Deshalb […] hat das Linux-Maskottchen einen orangefarbenen Schnabel und orangefarbene Füsse, sodass es wie ein Pinguin aussieht, dessen Mutter eine Ente war. Als hätte Daisy Duck sich auf einer Antarktis-Kreuzfahrt vergessen und einen wilden One-Night-Stand mit einem einheimischen Federvieh gehabt“

Bild-Quelle: lewing@isc.tamu.edu and The Gimp, with permission.

macOS

Läuft auf: iMAC, macBook

Entwickler, Erscheinungsjahr: Apple, 1984

Fun Fact: Zusammen mit dem Betriebssystem wurde die Dogcow (übersetzt „Hundekuh“) erfunden, welche weder wie eine Kuh „moo!“ noch wie ein Hund „woof!“ macht, sondern „moof!“.

Bild-Quelle: Totie on wikimedia, Public Domain.

Windows

Läuft auf: PC, Laptop

Entwickler, Erscheinungsjahr: Microsoft, 1985

Fun Fact: Ein Mann mit dem Vornamen „Bob“ besass die Domain „windows2000.com“ schon lange bevor Microsoft die Windows-Version „Windows 2000“ herausgebracht hatte. Da Microsoft die Domain „bob.com“ besass und nicht mehr brauchte, einigten sich Bob und Microsoft darauf, ihre Domains zu tauschen.

Bild-Quelle: AkshayAnand on wikimedia, Public Domain.

Einen schönen Überblick darüber, was passiert, wenn ein Computer gestartet wird, gibt dir folgendes

kultige Sendung-Mit-Der-Maus-Video

Viel Spass!

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